根據現有油氣儲量計算，青海油田再過20年左右常規油氣產量將大幅減少，非常規資源產量比例將占主導地位。從現在開始，青海油田在做好常規油氣資源勘探開發的同時，進軍非常規油氣勘探領域，突出頁巖氣、致密油和可燃冰的勘探。
　　
　　青海油田把非常規油氣勘探的突破口放在柴達木盆地西部致密油，北緣頁巖氣、油砂山露頭油砂提煉、澀北三湖地區水溶氣開發以及青藏高原的可燃冰勘探。
　　
　　在柴達木盆地蘊藏著豐富的非常規油氣資源。多年前，青海油田便將勘探開發非常規油氣資源列入議事日程，首先在澀北三湖氣田開展水溶氣開采試驗，取得階段性認識；2011年，啟動油砂山露頭油砂礦開采項目；致密油開發經過兩年努力，取得顯著成效，在扎哈泉地區落實有利勘探面積1000平方公里。
　　
　　在頁巖氣勘探上，青海油田把工作重點放在盆地北緣，與國土資源部合作，部署2口探井。其中，柴頁1井已經鉆遇目的層，取芯獲得重大突破，目前正在準備開展試氣前期工作；德頁1井的地面勘查和工程設計也在緊張進行之中，具備年內開鉆的條件。
　　
　　青藏高原是中國陸上可燃冰蘊藏最富集的地區。2010年，青海油田公司勘探開發研究院首次涉足羌塘盆地，取得寶貴的第一首資料。
　　
　　目前，在國家有關部門的關注和支持下，青海油田計劃用15年時間投資15億元展開青藏高原可燃冰勘探工作，目前已經開始著手編制第一階段勘查計劃和方案。